EP0289396B1 - Valve de commande, notamment pour les freins hydrauliques d'un véhicule - Google Patents

Valve de commande, notamment pour les freins hydrauliques d'un véhicule Download PDF

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EP0289396B1
EP0289396B1 EP19880400961 EP88400961A EP0289396B1 EP 0289396 B1 EP0289396 B1 EP 0289396B1 EP 19880400961 EP19880400961 EP 19880400961 EP 88400961 A EP88400961 A EP 88400961A EP 0289396 B1 EP0289396 B1 EP 0289396B1
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Louis Marcon
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Marrel SA
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/07—Supply of pressurised fluid for steering also supplying other consumers ; control thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/12—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being liquid
    • B60T13/16—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being liquid using pumps directly, i.e. without interposition of accumulators or reservoirs
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    • Y10T137/86694—Piston valve
    • Y10T137/86702—With internal flow passage
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    • Y10T137/87169—Supply and exhaust
    • Y10T137/87177—With bypass

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic control valve, capable of being used on a hydraulic circuit, in order to perform two functions from a single hydraulic pump. It relates more particularly, although not exclusively, to a valve intended to be mounted on the hydraulic circuit of a motor vehicle, to allow simultaneous or independent feeding, on the one hand from a hydraulic steering, on the other hand from a braking system for the vehicle wheels.
  • the invention aims to avoid these drawbacks, by providing a valve for controlling one of the two functions (for example braking), on a circuit, with two functions, supplied by a single hydraulic pump.
  • a hydraulic assistance circuit comprising a valve adapted, in the event of braking, to be derived from the supply fluid normally, intended for a power steering, towards a chamber d assistance located behind the piston of a conventional braking system and into which a control rod enters.
  • This valve includes a distributor coupled to a lever, the position of which is determined by the instantaneous positions of the control rod and of the piston.
  • the invention relates to a valve for carrying out two distinct functions from a single pump which allows the pressure of the fluid distributed to one of the functions to be proportional to a force exerted by a user. on a control member.
  • a hydraulic control valve to be interposed between a pressure supply line and two outlet lines, to supply two circuits having distinct and independent functions, comprising a distribution assembly slidably mounted in a bore of a body under the action of an operating member and adapted to connect the supply pipe to the first circuit by the first pipe, according to the known principle of an upstream circuit in open center, and adapted to connect the second pipe of the second circuit, either to the supply line or to a return line, characterized in that the operating member acts on the distribution assembly by means of a compression spring while at least part of this distribution assembly is subjected, against this spring, to the pressure prevailing in this second pipe, whereby this distribution assembly stopper is adapted to send to the second circuit a portion pressure to a force exerted by the user on the operating member, this distribution assembly further comprising damping means by dash-pot effect.
  • the device according to the invention is intended to ensure total security, guaranteeing the independence of the operation of the two circuits.
  • Figure 1 is a hydraulic diagram illustrating the principle of the connection made by a control valve according to the invention.
  • Figure 2 is a longitudinal section of the valve in question, when it is in the neutral position, that is to say that the steering circuit remains permanently connected, while the braking circuit is not actuated.
  • Figure 3 is a similar section, when the user actuates the braking circuit, while, moreover, the steering circuit remains normally supplied.
  • the apparatus illustrated in the drawings comprises a hydraulic pump 1 capable of sending oil under pressure into a discharge line 2, from which it can be distributed to a line 3 controlling the steering circuit of a vehicle and / or to a line 4, controlling the braking circuit of this same vehicle.
  • the pump 1 takes the oil from a reservoir 5, and discharges it to a point 6, under a pressure whose maximum value can be, for example, of the order of 140 bars.
  • An adjustable pressure relief valve 7 is mounted as a bypass at point 6; in case of excess triggering pressure, the excess oil is returned to a reservoir 8.
  • the line 2 feeds the control valve 9 according to the invention, to supply the direction line 3 and / or the line of braking 4.
  • control valve 9 comprises a body 13, in the bore 44 which can slide a hollow cylindrical slide 14. This ends in a head 15 ′ around which slides the sleeve of a valve 16, of which the rear serves as a support for a helical compression spring 17. The latter is subjected to the thrust of a ring 18, in abutment on a flange 19 of a plunger 20 which protrudes from the rear of a fixed cap 21, closing the body 13.
  • a seal 22 ensures the sliding seal of the pusher 20 in the cap 21.
  • a calibrated helical spring 23 is compressed between the flange 19 of the pusher 20 and the rear end 24 of the head 15 of the drawer 14.
  • this piston 25 delimits a damping chamber 28 at the bottom of the blind bore where it slides in the drawer 14, while its foot 29 is supported on a fixed screw cap 30, which closes the body 13.
  • Lateral holes 36 and 37, drilled in the hollow cylindrical wall of the drawer 14 are provided respectively at the level of the grooves 31 and 33, with the possibility of being partially or completely closed, by leaktight sliding in the bore of the stator body 13.
  • a circular edge 38 is provided on the outside of the drawer 14, to leave in more or less constricted communication (FIG. 3) the grooves 34 and 33 or, on the contrary, to isolate them from one another (FIG. 2 ) by leaktight sliding in the body 13.
  • the brake pressure supply is obtained at 4 by means of a tarable pressure reduction cell 12.
  • the upstream circuit 2 which supplies the steering being in the open center, the supply of the pressure reduction cell 12 is obtained by means of a tarable valve type system ( Figure 1).
  • Figure 2 shows the valve 9 in the rest position.
  • the groove 33 of the brake circuit is connected to the brake return groove 32, by means of the lateral holes 36 and 37 of the drawer 14.
  • the valve 16 is in support on the cap 21.
  • the passage is therefore free between the pressure entry groove 34 and the groove 35 connected to direction 3, while the passage between the pressure entry groove 34 and the groove 33 of the brakes is closed by means of drawer 14.
  • the piston 25 is used to balance the annular section of the valve 16 between the diameters 26 and 27. In addition, the piston 25 ensures the dynamic balance of the drawer 14 by "dash-pot" effect.
  • the assembly corresponds to a dead stroke 39 ( Figure 2).

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Description

  • La présente invention est relative à une valve de commande hydraulique, susceptible d'être utilisée sur un circuit hydraulique, en vue de réaliser deux fonctions à partir d'une unique pompe hydraulique. Elle concerne plus particulièrement, quoique non exclusivement, une valve destinée à être montée sur le circuit hydraulique d'un véhicule automobile, pour permettre l'alimentation simultanée ou indépendante, d'une part d'une direction hydraulique, d'autre part d'un système de freinage pour les roues du véhicule.
  • On sait, en effet, que sur les circuits hydrauliques de type connu, il est courant d'utiliser une pompe hydraulique pour chacune des fonctions à réaliser. Il en résulte, pour l'installation, un prix de revient relativement important.
  • L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients, en réalisant une valve pour la commande de l'une des deux fonctions (par exemple le freinage), sur un circuit, à deux fonctions, alimenté par une unique pompe hydraulique.
  • En fait, on connaît déjà d'après le document FR2.080.731 un circuit hydraulique d'assistance comportant une valve adaptée, en cas de freinage, à dériver du fluide d'alimentation normalement, destiné à une servo-direction, vers une chambre d'assistance située derrière le piston d'un système de freinage classique et dans laquelle pénètre une tige de commande. Cette valve comporte un distributeur attelé à un levier dont la position est déterminée par les positions instantanées de la tige de commande et du piston.
  • A la différence de la valve précitée, l'invention vise une valve pour la réalisation de deux fonctions distinctes à partir d une unique pompe qui permette que la pression du fluide distribué vers l'une des fonctions soit proportionnelle à un effort exercé par un utilisateur sur un organe de commande.
  • Plus précisément, elle propose une valve de commande hydraulique à intercaler entre une canalisation d'alimentation sous pression et deux canalisations de sortie, pour alimenter deux circuits ayant des fonctions distinctes et indépendantes, comportant un ensemble de distribution monté coulissant dans un alésage d'un corps sous l'action d'un organe de manoeuvre et adapté à relier la canalisation d'alimentation au premier circuit par la première canalisation, suivant le principe connu d'un circuit amont en centre ouvert, et adapté à relier la seconde canalisation du second circuit, soit à la canalisation d'alimentation, soit à une canalisation de retour, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre agit sur l'ensemble de distribution par l'intermédiaire d'un ressort de compression tandis qu'une partie au moins de cet ensemble de distribution est soumise, à l'encontre de ce ressort, à la pression régnant dans cette seconde canalisation, grâce à quoi cet ensemble distributeur est adapté à envoyer au second circuit une pression porportionnelle à un effort exercé par l'utilisateur sur l'organe de manoeuvre, cet ensemble de distribution comportant en outre des moyens d'amortissement par effet de dash-pot.
  • L'invention propose ainsi une valve de commande hydraulique à intercaler entre une canalisation d'alimentation sous pression et deux canalisations et, pour alimenter deux circuits correspondant à des fonctions distinctes, caractérisé en ce qu'elle groupe les trois éléments fonctionnels suivants :
    • une cellule d'asservissement qui relie la canalisation d'alimentation au premier circuit de la canalisation, suivant le principe connu d'un circuit amont en centre ouvert ;
    • un distributeur de connexion à deux positions pour le second circuit de la canalisation ;
    • une cellule d'asservissement susceptible d'envoyer au second circuit de la canalisation, une pression proportionnelle à l'effort exercé par l'utilisateur et ammortie par l'effet de "dash-pot".
  • Bien entendu, le dispositif selon l'invention est prévu pour assurer une totale sécurité, garantissent l'indépendance du fonctionnement des deux circuits.
  • Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, permettront de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention, et les avantages qu'elle est susceptible de procurer.
  • La figure 1 est un schéma hydraulique illustrant le principe de la connexion réalisée par une valve de commande selon l'invention.
  • La figure 2 est une coupe longitudinale de la valve en question, lorsqu'elle est en position neutre, c'est-à-dire que le circuit de direction reste branché en permanence, alors que le circuit de freinage n'est pas actionné.
  • La figure 3 est une coupe analogue, lorsque l'utilisateur actionne le circuit de freinage, alors que, par ailleurs,le circuit de direction reste normalement alimenté.
  • L'appareil illustré sur les dessins comprend une pompe hydraulique 1 susceptible d'envoyer de l'huile sous pression dans une canalisation de refoulement 2, d'où elle peut être distribuée vers une canalisation 3 commandant le circuit de direction d'un véhicule et/ou vers une canalisation 4, commandant le circuit de freinage de ce même véhicule.
  • La pompe 1 prélève l'huile dans un réservoir 5, et la refoule vers un point 6, sous une pression dont la valeur maximum peut être par exemple de l'ordre de 140 bars. Un clapet de surpression réglable 7 est monté en dérivation au point 6 ; en cas de déclenchement par excès de pression, l'excès d'huile est renvoyé vers un réservoir 8. Au-delà du point 6, la canalisation 2 alimente la valve de commande 9 selon l'invention, pour alimenter la canalisation de direction 3 et/ou la canalisation de freinage 4.
  • La valve de commande 9 (voir figures 2 et 3) groupe les trois éléments fonctionnels suivants :
    • une cellule d'asservissement de direction 10 qui relie la canalisation d'alimentation 2 au circuit de direction 3, suivant le principe connu d'un circuit amont en centre ouvert ;
    • un distributeur de connexion 11 à deux positions pour le freinage ;
    • une cellule d'asservissement de freinage 12, susceptible d'envoyer au circuit de freinage 4 une pression proportionnelle à l'effort exercé par le conducteur sur la pédale de frein, amortie par un effet dit de "dash-pot".
  • Pour cela, la valve de commande 9 comporte un corps 13, dans l'alésage 44 duquel peut coulisser un tiroir cylindrique creux 14. Celui-ci se termine par une tête 15'autour de laquelle coulisse le manchon d'un clapet 16, dont l'arrière sert d'appui à un ressort hélicoïdal de compression 17. Ce dernier est soumis à la poussée d'une bague 18, en butée sur une collerette 19 d'un poussoir 20 qui dépasse à l'arrière d'un chapeau fixe 21, refermant le corps 13.
  • Un joint 22 assure l'étanchéïté coulissante du poussoir 20 dans le chapeau 21.
  • A l'intérieur de la bague 18, un ressort helicoïdal taré 23 est comprimé entre la collerette 19 du poussoir 20, et l'extrémité arrière 24 de la tête 15 du tiroir 14.
  • Dans la partie avant cylindrique de celui-ci, coulisse un piston 25 dont la section est calculée pour qu'il équilibre la section annulaire du clapet 16, comprise entre :
    • son diamètre de guidage 26 sur le tiroir 14 ;
    • et son diamètre de guidage 27 dans le corps 13.
  • De plus, ce piston 25 délimite une chambre d'amortissement 28 au fond de l'alésage borgne où il coulisse dans le tiroir 14, tandis que son pied 29 prend appui sur un bouchon vissé fixe 30, qui referme le corps 13.
  • Dans le corps 13, le long du tiroir 14, sont réparties quatre gorges annulaires, à savoir :
    • une gorge 31 reliée à une canalisation de retour de frein 32 ;
    • une gorge 33 reliée à la canalisation de freinage 4 ;
    • une gorge 34 reliée à la canalisation 2 d'arrivée de pression ;
    • une gorge 35 reliée à la canalisation 3 de la direction.
  • Des trous latéraux 36 et 37, percés dans la paroi cylindrique creuse du tiroir 14 sont prévus respectivement au niveau des gorges 31 et 33, avec possibilité d'être obturés en partie, ou en totalité, par coulissement étanche dans l'alésage du corps statorique 13.
  • Une arête circulaire 38 est prévue sur l'extérieur du tiroir 14, pour laisser en communication plus ou moins étranglée (figure 3) les gorges 34 et 33 ou bien, au contraire, pour les isoler l'une de l'autre (figure 2) par coulissement étanche dans le corps 13.
  • Le fonctionnement est le suivant :
       L'appareil permet de réaliser deux fonctions à partir d'une pompe unique :
    • 1°) alimenter un système de direction 3 à une pression maximale donnée, par exemple 140 bars;
    • 2°) alimenter un circuit de frein 4 à une pression:
         P frein = f (effort sur la pédale) avec une pression maximale des freins qui peut être inférieure à la pression du système de direction, par exemple 90 bars.
  • Ces deux fonctions peuvent être indépendantes ou simultanées.
  • L'alimentation de pression des freins est obtenue en 4 au moyen d'une cellule de réduction de pression tarable 12. Le circuit amont 2 qui alimente la direction étant en centre ouvert, l'alimentation de la cellule de réduction de pression 12 est obtenue au moyen d'un système du type à clapet tarable (figure 1).
  • La figure 2 représente la valve 9 en position de repos. En l'absence d'effort sur le poussoir 20, la gorge 33 du circuit de frein est reliée à la gorge de retour de frein 32, par l'intermédiaire des trous latéraux 36 et 37 du tiroir 14. Le clapet 16 est en appui sur le chapeau 21. Le passage est donc libre entre la gorge 34 d'entrée de pression et la gorge 35 reliée à la direction 3, tandis que le passage entre la gorge d'entrée de pression 34 et la gorge 33 des freins est obturé au moyen du tiroir 14.
  • Dans cette configuration, le passage de la pompe 1 à la direction 3 est assuré, les freins 4 étant, eux, reliés au retour 32 (figure 1). Le piston 25 sert à équilibrer la section annulaire du clapet 16 comprise entre les diamètres 26 et 27. De plus, le piston 25 assure l'équilibre dynamique du tiroir 14 par effet de "dash-pot".
  • L'ensemble correspond à une course morte 39 (figure 2).
  • La figure 3 représente la valve en position de freinage. Lorsqu'on applique un effort sur le poussoir 20 la compression du ressort 17, situé entre la bague 18 et le clapet 16, assure une montée en pression dans la gorge 34 d'entrée de pression, telle que :

    Pe . Sc = K1.X,
    Figure imgb0001

    avec :
    • Pe =
    pression d'entrée sur la gorge 34 ;
    Sc =
    section annulaire du clapet 16 comprise entre les diamètres de guidage 26 et 27 ;
    K1 =
    raideur du ressort 17 ;
    X =
    course du poussoir 20 - course morte 40.
  • Simultanément, la compression du ressort 23 entraîne le déplacement du tiroir 14 dans le corps 13. Les trous latéraux 36 du tiroir 14 sont alors obturés, n'autorisant plus la jonction de la gorge de freinage 33 à la gorge 31 du retour frein 32. Les trous latéraux 37, eux, continuent à assurer la liaison de la gorge de frein 33 à la chambre 41 ménagée dans le corps 13, autour du pied 29. Le frein hydraulique de l'arête 38 autorise alors le passage de la gorge d'entrée de pression à l'orifice 34 vers la gorge de freinage 33, et ceci de façon que :

    P frein . ST = K2.X
    Figure imgb0002

    avec :
    • ST =
    section annulaire du tiroir 14 comprise entre le diamètre extérieur du tiroir et le diamètre du piston 25 ;
    K2 =
    raideur du ressort 23.
  • Lorsque cette condition est satisfaite, le tiroir 14 recule, l'arête 38 bloque alors le passage de 34 vers 33. Les trous latéraux 36 ne sont toujours pas découverts, n'autorisant donc pas le passage de 33 vers 31. La pression sur les freins est donc proportionnelle à l'effort sur le poussoir 20.
  • En position de freinage, la liaison de l'entrée de pression 34 vers la gorge de direction 35 est toujours assurée par le passage correspondant à la levée du clapet repère 16 par rapport à l'arête 42 du corps 13.
  • L'appareil selon l'invention présente les avantages suivants :
    • permettre l'alimentation simultanée ou indépendante d'une direction hydraulique et d'un système de freinage à partir d'une seule pompe ;
    • permettre l'alimentation de la pression du circuit de freinage à une valeur connue, et compatible avec la tenue des joints du système de frein ;
    • permettre un freinage progressif fonction de l'effort sur la pédale.

Claims (8)

  1. Valve de commande hydraulique à intercaler entre une canalisation d'alimentation sous pression (2) et deux canalisations de sortie (3, 4), pour alimenter deux circuits ayant des fonctions distinctes et indépendantes, comportant un ensemble de distribution (14) monté coulissant dans un alésage (44) d'un corps (13) sous l'action d'un organe de manoeuvre (20) et adapté à relier la canalisation d'alimentation (2) au premier circuit par la première canalisation (3), suivant le principe connu d'un circuit amont en centre ouvert, et adapté à relier la seconde canalisation (4) du second circuit, soit à la canalisation d'alimentation (2), soit à une canalisation de retour (32), caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre (20) agit sur l'ensemble de distribution (14) par l'intermédiaire d'un ressort de compression (23) tandis qu'une partie au moins de cet ensemble de distribution (14) est soumise, à l'encontre de ce ressort (23), à la pression régnant dans cette seconde canalisation (4), grâce à quoi cet ensemble distributeur (14) est est adapté à envoyer au second circuit une pression porportionnelle à un effort exercé par l'utilisateur sur l'organe de manoeuvre (20), cet ensemble de distribution comportant en outre des moyens d'amortissement (25) par effet de dash-pot.
  2. Valve de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble de distribution comporte un tiroir cylindrique creux (14) terminé par une tête (15), soumis audit ressort (23) pour relier la canalisation d'alimentation (2) à la seconde canalisation et un clapet (16) muni d'un manchon adapté à obturer la connexion entre une gorge d'alimentation (34) et une première gorge de sortie (35) adaptée à être connectée à la première canalisation (3), toutes deux ménagées dans le corps, l'arrière de ce clapet servant d'appui à un second ressort hélicoïdal de compression (17), soumis à la poussée d'une bague (18), en butée sur une collerette (19) d'un poussoir (20) formant organe de manoeuvre, lequel dépasse à l'arrière d'un chapeau fixe (21) refermant le corps (13).
  3. Valve de commande selon la revendication 2, caractérisée en ce que, au travers du tiroir cylindrique creux (14), sont ménagés des perçages (36,37) adaptés à mettre ou non en communication, selon la position du tiroir (14) dans son alésage, une seconde gorge de sortie (33), adaptée à être connectée à la seconde canalisation, et une gorge de retour au réservoir (31).
  4. Valve de commande selon la revendication 3, caractérisée en ce que la paroi extérieure du tiroir (14) comporte une arête circulaire (38) pour mettre en communication plus ou moins étranglée la gorge d'alimentation (34) et la seconde gorge de sortie (33).
  5. Valve de commande selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens d'amortissement comportent un piston (25) coulissant à l'intérieur du tiroir cylindrique creux en y définissant une chambre d'amortissement (28) et disposé en appui contre une butée (30) fixe par rapport au corps (13).
  6. Valve de commande selon la revendication 5, caractérisée en ce que la section du piston (25) est calculée pour que ce piston équilibre la section annulaire du clapet (16).
  7. Valve de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la première canalisation (3) est destinée à être connectée au circuit de direction d'un véhicule.
  8. Valve de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la seconde canalisation (4) est destinée à être connectée au circuit de freinage d'un véhicule, si bien que ledit ensemble de distribution envoi au cicuit de freinage, par la seconde canalisation (4), une pression proportionnelle à l'effort exercé par le conducteur sur la pédale de frein à laquelle est attelé l'organe de manoeuvre (20).
EP19880400961 1987-04-23 1988-04-20 Valve de commande, notamment pour les freins hydrauliques d'un véhicule Expired - Lifetime EP0289396B1 (fr)

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EP0289396A1 EP0289396A1 (fr) 1988-11-02
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EP (1) EP0289396B1 (fr)
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